PENGARUH PENGERJAAN DINGIN TERHADAP KETAHANAN KOROSI AISI 1020 HASIL ELEKTROPLATING Zn DI MEDIA NaCl. Oleh : Shinta Risma Ingriany ( )

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR PENGARUH PENGERJAAN DINGIN TERHADAP KETAHANAN KOROSI AISI 1020 HASIL ELEKTROPLATING Zn DI MEDIA NaCl Oleh : Shinta Risma Ingriany ( ) Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA Budi Agung K., ST., M.Sc JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

2 PENDAHULUAN

3 Latar Belakang Prinsip Kerja Elektroplating Pemilihan Material Baja Karbon Rendah hasil cold rolled Aplikasi Elektroplating Produk Korosi yang Dihasilkan Kualitas dari Elektroplating Analisa Laju Korosi Fasa dan Microsturktur

4 PAPER REVIEW Z.I.Ortiz, P.Diaz Arista, R.Ortega Borges, G.Trejo (2009) dalam jurnal yang berjudul Characterization of The Corrosion Products of Electrodeposited Zn, Zn-Co and Zn-Mn Alloys Coatings mengatakan bahwa karakterisasi pada lapisan pasif melalui uji XRD menunjukkan adanya Zink oksida, zink hydroxide chloride, hydrozincite dan zinc carbonate hydrate.

5 Suriadi, IGA Kade dan Suarsana, IK, 2007, dalam jurnal yang berjudul Prediksi laju korosi dengan perubahan besar derajat deformasi plastis dan media pengkorosi pada material baja Karbon mengatakan bahwa laju korosi semakin meningkat seiring dengan semakin meningkatnya derajat deformasi.

6 Perumusan Masalah BAGAIMANA PENGARUH PENGERJAAN DINGIN TERHADAP KETAHANAN KOROSI YANG DIHASILKAN ELEKTROPLATING ZN PADA AISI 1020 DI MEDIA NaCl.

7 Batasan Masalah Adanya parameter yang sulit untuk dikendalikan dan pengaruhnya kecil terhadap hasil yang ingin dipelajari maka dalam penelitian ini digunakan batasan masalah sebagai berikut : Hasil pelapisan elektroplating dianggap rata dan homogen. Base material uji dianggap homogen. Tidak terdapat impurities dalam larutan. Larutan elektrolit dianggap homogen

8 Tujuan Penelitian Pengaruh pengerjaan dingin terhadap laju korosi hasil elektroplating Zn. Pengaruh larutan elektrolit terhadap kualitas lapisan elektroplating. Jenis korosi yang terjadi pada material hasil elektroplating Zn

9 Manfaat Penelitian diketahui pengaruh pengerjaan dingin terhadap ketahanan korosi pada lapisan electroplating Zn pada AISI 1020 di media NaCl yang nantinya dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan material yang digunakan di dunia industri

10 METODOLOGI PENELITIAN

11 Start Preparasi peralatan dan spesimen Diagram Alir Penelitian Uji Komposisi Cold Working 10%, 20%, 40% Elektroplating Zn Uji Polarisasi Potensiodinamik Uji Imersi Pengujian Mikroskop Optik Pengujian X-RD Data Analisis Data dan Pembahasan Kesimpulan End

12 Bahan Material katoda AISI 1020 tebal awal 7,2 mm dan mengalami cold working 10%, 20% dan 40%. Gambar 3.1 AISI 1020 dengan %CW = 0% Material anoda seng (Zn) Special High Grade (SHG) berbentuk root/batang. NaOH 10% HCL 5 % Aceton Air PDAM & Aquades Zn

13 Larutan elektrolit Laritan Asam Larutan 1 Perbandingan untuk tiap liter air : - Seng Sulfat (Zn SO 4 ) : 370 gram/liter - Natrium Sulfat (Na 2 SO 4 ) : 100 gram/liter Kondisi Operasi : - Temperatur : 20 30º C - Rapat arus : 3,15 3,17 A/dm2 Pada larutan 1 ini fungsi seng sulfat adalah sebagai sumber logam pelapis.

14 Larutan 2 : Perbandingan untuk tiap liter air : - Seng Sulfat (ZnSO 4 ) : 370 gram/liter - Magnesium Sulfat (MgSO 4 ) : 100 gram/liter Kondisi Operasi : - Temperatur : 20 30º C - Rapat arus : 3,07 3, 15 A/dm 2 Larutan 3 : Perbandingan untuk tiap liter air : - Seng Sulfat (ZnSO 4 ) : 227 gram/liter - Amonium Klorida (NH 4 Cl) : 30 gram/liter Kondisi Operasi : - Rapat arus : 3,12 3,17 A/dm 2 - Temperatur : ºC

15 Peralatan & Pengujian Preparasi spesimen. Mesin Cold Roll untuk mendapatkan variasi % CW 0 %, 10 %, 20 % dan 40 % Mesin press dengan pembebanan maksimal 100 tona

16 Pemotongan spesimen 20 x 20 mm 2 untuk uji SEM dan X-RD serta π7 2 mm 2 untuk uji polarisasi potensiodinamik dengan mesin gunting, gergaji dan gerinda. Mesin Gunting max 12 mm

17 Preparasi material sebelum di elektroplating 1) degreasing 2) pickling 3) fluxing 4) rinsing Proses elektroplating baja AISI 1020 dengan anoda seng Pencucian material setelah dielektroplating Mengukur ketebalan coating dengan alat elcometer Pengujian Metalografi

18 *Pengkorosian spesimen yang telah dielektroplating Pengujian XRD Pengujian Metalografi *Pengujian potensiodinamik Peralatan - Komputer - Reference Electrode - Counter elctrode - Working electrode *Perhitungan laju korosi *Analisa karakterisasi produk korosi *Pembahasan *Kesimpulan Potensiostat model 273

19 HASIL DAN PEMBAHASAN

20 Laju Korosi AISI 1020 yang Dilapisi Zn pada 0,5 M NaCl %CW Larutan Elektroplatin g Ecorr (V) Icorr (µa/cm 2 ) CR (mpy) 1-1,046 31,19 18,39 2-1,067 30,76 18,14 3-1,095 62,75 37, ,022 39,09 23,05 2-1,067 34,99 20,63 3-1, ,01 90,82 1-1,003 11,35 6,69 2-1,015 8,9125 5,26 3-1,015 38,69 22,82 1-0,988 2,74 1,62 2-1,031 1,76 1, ,033 7,52 4,435

21 Hasil Pengujian Potensiodinamik Larutan 1

22 Larutan 2

23 Larutan 3

24 Dari hasil potensiodinamik yang telah diplot berdasarkan jenis larutan elektrolit yang dipakai pada proses elektroplating terlihat tren % CW kurva bergeser ke atas (> +) Lapisan seng dengan bertambahnya % CW bersifat anodik Kenaikan harga E corr spesimen lebih katodik terhadap reference elektrode

25 Laju korosi = 0,026 mm/tahun s.d 2,306 mm/tahun. Hal ini menunjukkan bahwa pengaruh proses pengerolan dingin terhadap laju korosi dari AISI 1020 yang telah dilapisi seng dengan cara elektroplating dalam larutan NaCl cukup besar.

26 AISI 1020 Pengeroalan Dingin Tegangan Sisa Kekuatan & Kekerasan Material Meningkat Dielektroplating Zn Ikatan Mechanical Interlocking Laju Korosi semakin rendah Lapisan Coating semakin Tebal Semakin Tinggi % CW semakin baik Ikatan yg terbentuk

27 Hasil Difraksi Sinar-X Setelah imersi 35 hari 0% CW Senyawa yang muncul didominasi oleh senyawa Fe Coating telah rusak 40% CW Senyawa yang muncul dodominasi oleh Zn dan senyawa Zn Coating terlindungi

28

29

30

31 Hasil Metalografi Surface Lapisan Zn Sebelum Imersi Pembesaran 32x 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1 0% CW Larutan 2 40% CW Larutan 2 0% CW Larutan 3 40% CW Larutan 3

32 Penampang Melintang Substrat dan Coating Sebelum Imersi Pembesaran 200x 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1

33 0% CW permukaan lapisan tidak rata 40% CW permukaan lapisan rata Sebab pada reduksi area 0% hasil elektroplating terjadi perekatan yang lemah karena rendahnya energi permukaan lapisan Zn yang dihasilkan oleh spesimen dengan 40% reduksi area memiliki lapisan Zn yang lebih tebal dari pada spesimen yang tidak mengalami reduksi area.

34 Surface Lapisan Zn Setelah Imersi 35 hari di Larutan NaCl 0,5 M Pembesaran 32x 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1

35 0% CW terdapat hasil korosi (senyawa Fe) berwarna coklat Cocok dengan hasil X-RD 40% CW tidak terdapat hasil korosi berupa senyawa Fe yang berwarna coklat kemerahan Cocok dengan hasil X-RD 40% CW pada hasil elektroplting Zn lebih baik dari 0% CW bila berada di lingkungan 0,5 M NaCl.

36 Penampang Melintang Substrat dan Coating Setelah Imersi 35 hari di Larutan NaCl 0,5 M Pembesaran 200x 0% CW Larutan 1 40% CW Larutan 1 0% CW Larutan 2 40% CW Larutan 2 0% CW Larutan 3 40% CW Larutan 3

37 Setelah imersi 5 hari di larutan NaCl 0,5 M 0% CW lapisan Zn telah terkorosi semua sehingga lapisan yang terlihat hanya lapisan Fe (substrat). 40% CW masih terlihat adanya lapisan Zn. Fe masih terlindungi oleh lapisan Zn. Cocok dengan hasil X-RD Korosi yang terjadi Korosi Galvanik

38 KESIMPULAN DAN SARAN

39 Kesimpulan Semakin besar derajat pengerjaan dingin maka semakin besar energi sisa yang tersimpan pada material sehingga ikatan yang dihasilkan antara besi dan seng pada saat proses elektroplating semakin baik dan laju korosi yang dihasilkan semakin rendah. Meningkatnya kekerasan permukaan substrat karena energi permukaan yang dimiliki yang berasal dari pengerjaan dingin akan meningkatkan ikatan perekatan. Kualitas hasil elektroplating dipengaruhi oleh banyak sedikitnya komposisi zat pelapis pada larutan elektrolit. Bahan komposisi tambahan larutan elektrolit yang baik adalah dengan menggunakan MgSO 4. Jenis korosi yang terjadi pada AISI 1020 hasil elektroplating seng adalah korosi galvanik.

40 Saran Perlu adanya variasi temperatur pada pengujian selanjutnya untuk melihat ketahanan hasil elektroplating seng pada temperatur tinggi. Percobaan dilakukan pada derajat pengerjaan dingin yang lebih tinggi sehingga dapat mengetahui nilai derajat deformasi optimum pada AISI 1020 yang dilapising seng dengan cara elektroplating.

41 TERIMA KASIH